Построение и аэродинамическая оптимизация плоской компрессорной решетки с большим углом изгиба профиля

Abstract

В работе рассмотрен вопрос построения и аэродинамической оптимизации плоских компрессорных решеток на основе разработанных ранее в Институте технической механики НАН Украины и НКА Украины методик решения обратных задач газодинамики компрессорных решеток и численного моделирования турбулентных потоков в решетках. При численном моделировании использован критерий рационального выбора числа узлов расчетной сетки. Аэродинамическая оптимизация выполнена на основе метода сопряженных градиентов Полака – Райбера в сочетании с одномерным поиском ДСК – Пауэлла. Изложены результаты проектирования плоской компрессорной решетки с большим углом изгиба профиля, обеспечивающей поворот потока на заданный угол с минимальным уровнем потерь полного давления.

В роботі розглянуто питання побудови та аеродинамічної оптимізації плоских компресорних решіток на основі раніше розроблених в Інституті технічної механіки НАН України і НКА України методик розв’язання зворотних задач газодинаміки компресорних решіток і чисельного моделювання турбулентних потоків у решітках. При чисельному моделюванні використано критерій раціонального вибору кількості вузлів розрахункової сітки. Аеродинамічна оптимізація виконана на основі методу спряжених градієнтів Полака – Райбера у поєднанні з одномірним пошуком ДСК – Пауела. Викладені результати проектування плоскої компресорної решітки з великим кутом вигину профілю, що забезпечує поворот потоку на заданий кут з мінімальним рівнем витрат повного тиску.

The work deals with the problem of the flat compressors cascades design and the aerodynamic optimization based on the techniques previously developed at the Institute of Technical Mechanics, NASU & NSAU for solution of the inverse problems of the compressors cascades gas dynamics and for a numerical simulation of turbulent flows through cascades. The criterion of the computational grid cells number rational selection is used for a numerical simulation. The aerodynamic optimization is carried out on a basis of the Polak – Ribiere conjugate gradients method in conjunction with the one-dimensional DSK – Powell search. The results of the design of the flat compressor cascade with a high angle of airfoil bending, which provides the flow turning on a given angle with minimal total pressure losses are presented.